Enerji şebekeleri, talep ve üretim arttıkça ve azaldıkça gün boyunca dalgalanır. Genellikle yoğun saatlerde, elektrik talebi o sırada üretim kapasitesine yakındır veya bu kapasiteyi aşar. Mesai saatleri dışında, genellikle geceleri, üretim kapasitesi şebekeden çekilenden çok daha fazladır. Bu, enerji şebekesinde doğal bir dengesizlikle sonuçlanır ve uzmanlar, ışıkların her zaman açık kalmasını sağlamanın yollarını deniyorlar.
Şebeke için enerjinin büyük ölçekte depolanmasının en yaygın yollarından biri, pompalanan hidroelektrik depolama barajlarıdır. Taum Sauk rezervuarı, su kütlesindeki potansiyel enerji yoluyla esasen fazla enerjiyi depolayan bu "fiziksel pil" türlerinden biridir. Fazla güç olduğunda, rezervuarın yüksek kotuna su pompalanır. Çok az güç olduğunda, su serbest bırakılarak tekrar elektrik üretilir. Bu güncel bir çözüm olsa da, yalnızca mükemmel coğrafi konum için uygundur.
Bir California şirketi başka bir çözüm buldu: Gelişmiş Raylı Enerji Depolama Sistemi veya kısaca ARES.
Bu teknoloji, esasen fazla elektrik enerjisini alan ve büyük tren kütlelerinde kazanılan potansiyel enerji yoluyla depolayan kara tabanlı bir trendir. İlkel terimlerle, enerjiniz olduğunda büyük bir kayayı tepeye itmeye eşdeğerdir, böylece daha sonra daha fazla enerjiye ihtiyacınız olduğunda onu aşağı doğru itebilirsiniz.
ARES teknolojisi, esasen son derece ağır beton bloklarını bir tepenin üstüne veya belirli bir seviyeye taşıyan vagonları kullanır. Vagonlar, az talep olduğu yoğun olmayan saatlerde şebekeden elektrikle çalıştırılabilir. Yoğun saatlerde, vagonlar yokuş aşağı hareket etmek için eğimlerinin tepesinden serbest bırakılır ve rejeneratif frenleme yoluyla potansiyel enerjiyi elektrik enerjisine aktarır.
Teknoloji çalışmak için çok basit görünse de, şirket bir yüzde 80 depolama yoluyla enerji girdisinin enerji çıktısına verimlilik oranı. Her araba, en fazla 8 saat.
Şirket, Kaliforniya'daki 268 metrelik bir parkur da dahil olmak üzere birkaç test sistemini bir araya getirdi. Nevada Kamu Hizmetleri Komisyonu, ARES'i şebekelerini stabilize etmek için Nevada dağlarında şebeke enerji sistemini inşa etmekle görevlendirdi.
Kulağa saçma gelse de, sadece birkaç yıl içinde Nevada'nın elektrik şebekesi, tartı yapan bir otomatik tren filosuyla dengelenebilir. 300 ton her biri. Şirket, sistemi özellikle bir sınıfta en iyi çalışacak şekilde tasarladı. 7.2%. Bu, potansiyelden kinetiğe en iyi enerji aktarımına izin verirken aynı zamanda trenlerin stabiliteyi korumasına izin verir.
Her ne zaman 300 ton tren yokuş aşağı hareket eder, sağlayabilir 50 MW şebekeyi stabilize etmeye yardımcı olacak güç. Toplamda, Nevada sistemi için pist, 640 metrelik (2100 fit) bir yükseklik farkı ile çöl boyunca 9,2 kilometre uzanacak.
Enerji sistemine en avantajlı niteliklerden biri, diğer enerji depolama tekniklerine göre düşük maliyettir. Firma, en ucuz elektrik enerjisi depolama sisteminin maliyetinin yarısına kadar uygulanabileceğini belirtiyor. Sistem ayrıca yakıt veya su şeklinde harici bir girdi gerektirmez, tamamen şebekeden gelen enerjiyle çalışır. Bu nitelikler dünyadaki birçok elektrik şirketini etkiliyor ve oldukça basit bir tasarıma sahip ve onu olası bir evrensel çözüme dönüştürdü.
Potansiyel enerji yoluyla fazla elektriği depolayan fiziksel piller kavramı, şu anda büyük ölçekli enerji depolama tekniklerine öncülük eden bir kavramdır. Elektrikli arabaların ortaya çıkmasıyla birlikte Elon Musk ve diğer önde gelen beyinler, sabit bir ızgarayı korumanın geleceğinin tüm otomobillerimizin akülerinde yattığına inanıyor.
Enerji şebekesinin gece şarj saatlerinde arabalarımızdan güç çekmesine izin vererek, her elektrikli arabanın temelde küçük bir pil olarak işlev görmesine ve genel altyapının çıkış seviyesini korumasına yardımcı olabilir. Bununla birlikte, bu sistemin pratik olarak çalışabilmesi için, tüm enerji şebekesinin 2 yönlü akış için yeniden tasarlanması ve gücün bir arabanın aküsünden nasıl ve ne zaman alınacağına dair bazı kısıtlamaların uygulanması gerekir.
Sonuç olarak, elektrikli arabalar ve beton yerçekimi kızakları arasında, güç şebekesi önemli ölçüde daha iyi yönetiliyor.